KR100675296B1 - Semiconductor device having fuse pattern and methods of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자 및 그 제조방법들을 제공한다. 이 방법들은 퓨즈 영역, 배선 영역 및 패드 영역을 갖는 반도체기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 반도체기판 상에 도전막을 형성한다. 상기 퓨즈 영역 내의 상기 도전막을 부분식각하여 상기 도전막 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 도전막을 형성한다. 상기 도전막 및 상기 퓨즈 도전막을 패터닝하여 상기 퓨즈 영역 내에 제 1 도전 패턴을 형성함과 동시에 상기 배선 영역 내에 제 2 도전 패턴을 형성한다.Provided are a semiconductor device having a fuse pattern and methods of manufacturing the same. These methods include preparing a semiconductor substrate having a fuse region, a wiring region and a pad region. A conductive film is formed on the semiconductor substrate. The conductive film in the fuse region is partially etched to form a fuse conductive film having a thickness thinner than that of the conductive film. The conductive layer and the fuse conductive layer are patterned to form a first conductive pattern in the fuse region and to form a second conductive pattern in the wiring region.
퓨즈 패턴, 부분식각, 퓨즈 도전막, 도전 패턴, 퓨즈창, 패드창, 금속 배선 Fuse pattern, partial etching, fuse conductive film, conductive pattern, fuse window, pad window, metal wiring
Description
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자의 평면도이다.2 is a plan view of a semiconductor device according to example embodiments.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 도 2의 절단선 I-I'에 따른 단면도들이다.3A to 3F are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 2 to explain a method of manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with other embodiments of the present invention.
본 발명은 반도체소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자 및 그 제조방법들에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a semiconductor device having a fuse pattern and a manufacturing method thereof.
반도체기판 상에 형성된 반도체 기억소자들은 어셈블리 공정 전에 전기적으로 테스트된다. 그 결과, 상기 반도체 기억소자들은 불량 칩들(bad chips) 또는 양호한 칩들(good chips)로 분류된다. 상기 불량 칩들이 적어도 하나의 불량 셀에 의 해 오동작하는 경우에, 상기 불량 셀은 수리공정(repair process)을 이용하여 여분의 셀(redundant cell)로 대체된다. 상기 수리 공정은 쓰기 모드 및 읽기 모드에서 상기 여분의 셀이 불량 셀의 어드레스를 갖도록 하기 위하여 소정의 퓨즈들을 블로잉(blowing)시키는 레이저 빔 조사 단계를 포함한다. 상기 퓨즈들은 일반적으로 상기 반도체 기억소자의 비트라인 또는 금속 배선과 동시에 형성되고 있다. The semiconductor memory devices formed on the semiconductor substrate are electrically tested before the assembly process. As a result, the semiconductor memory devices are classified as bad chips or good chips. If the defective chips malfunction by at least one defective cell, the defective cell is replaced with a redundant cell using a repair process. The repair process includes a laser beam irradiation step of blowing certain fuses in write mode and read mode to ensure that the spare cell has the address of the defective cell. The fuses are generally formed at the same time as the bit lines or the metal wires of the semiconductor memory device.
반도체소자의 고집적화, 다층 구조화됨에 따라 퓨즈창(fuse window)을 형성하기 위하여 식각해야 하는 산화막의 두께가 증가한다. 따라서 비트라인과 동시에 퓨즈를 형성하는 데 어려움이 있고, 최근에는 금속 배선과 동시에 형성되는 금속 퓨즈가 연구되고 있다. 상기 금속 배선은 저항을 낮추기 위해 상기 비트라인 보다 두껍게 형성되고 있다. 따라서, 상기 금속 배선과 동시에 패터닝되어 형성되는 상기 금속 퓨즈 역시 상기 비트라인 퓨즈에 비하여 두껍게 형성되므로, 상기 금속 퓨즈를 블로잉시키는 데 높은 에너지가 소요된다. 또한, 상기 금속 퓨즈의 두꺼운 두께로 인해 브로잉 후 상기 금속 퓨즈의 브로잉된 잔존 물질이 인접한 금속퓨즈와의 브릿지(bridge)를 유발할 수 있는 문제가 있다. 따라서 상기 인접한 금속퓨즈와의 브릿지를 줄이고 블로잉에 필요한 에너지를 감소시키기 위하여 얇은 금속퓨즈가 요구되고 있다. As semiconductor devices become highly integrated and multi-layered, the thickness of an oxide film to be etched to form a fuse window increases. Therefore, it is difficult to form a fuse at the same time as the bit line, and recently, a metal fuse formed at the same time as the metal wiring has been studied. The metal wiring is formed thicker than the bit line to lower the resistance. Therefore, since the metal fuse formed by being patterned at the same time as the metal wire is also formed thicker than the bit line fuse, high energy is required to blow the metal fuse. In addition, due to the thick thickness of the metal fuse, there is a problem that the blown remaining material of the metal fuse may cause a bridge with an adjacent metal fuse after blowing. Therefore, a thin metal fuse is required to reduce the bridge with the adjacent metal fuse and to reduce the energy required for blowing.
도 1a 내지 도 1d는 종래기술에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 1a 내지 도 1d에 있어서, 참조 부호 "I0", "F0" 및 "P0"으로 표시된 부분들은 각각 배선 영역, 퓨즈 영역 및 패드 영역을 나타낸다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art. 1A to 1D, portions denoted by reference numerals “I0”, “F0” and “P0” represent wiring regions, fuse regions, and pad regions, respectively.
도 1a를 참조하면, 반도체기판(110) 상에 층간절연막(115)을 형성한다. 상기 층간절연막(115) 상에 배리어막(barrier layer ;120), 금속막(123) 및 캐핑막(capping layer ;125)을 차례로 형성한다. 상기 배리어막(120)은 타이타늄 질화막 또는 차례로 적층된 타이타늄막 및 타이타늄 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 금속막(123)은 알루미늄막으로 형성한다. 상기 캐핑막(125)은 타이타늄막 또는 차례로 적층된 타이타늄막 및 타이타늄 질화막으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1A, an interlayer
도 1b를 참조하면, 상기 캐핑막(125), 상기 금속막(123) 및 상기 배리어막(120)을 차례로 패터닝하여 상기 퓨즈 영역(F0) 내에 차례로 적층된 배리어 패턴(120a), 금속 패턴(123a) 및 캐핑 패턴(125a)으로 구성된 예비 퓨즈 패턴들(127a)을 형성함과 아울러, 상기 배선 영역(I0) 내에 차례로 적층된 배리어 패턴(120b), 금속 패턴(123b) 및 캐핑 패턴(125b)으로 구성된 제 1 금속 배선들(127b)을 형성한다. Referring to FIG. 1B, the
상기 예비 퓨즈 패턴들(127a) 및 상기 제 1 금속 배선들(127b)을 갖는 반도체기판 상에 금속 층간절연막(133)을 형성한다. 상기 금속 층간절연막(133)을 관통하여 상기 제 1 금속 배선들(127b)과 전기적으로 접속하는 비아 콘택 플러그들(134)을 형성할 수 있다. 상기 비아 콘택 플러그들(134)을 갖는 기판 상에 상부 배리어막, 상부 금속막 및 상부 캐핑막을 차례로 형성한다. 상기 상부 캐핑막, 상기 상부 금속막 및 상기 상부 배리어막을 차례로 패터닝하여 상기 배선 영역(10) 내의 상기 금속 층간절연막(133) 상에 제 2 금속 배선들(140)을 형성함과 동시에 상기 패드 영역(P0) 내의 상기 금속 층간절연막(133) 상에 패드(140p)를 형성한다. A metal interlayer
상기 제 2 금속 배선들(140)은 차례로 적층된 상부 배리어 패턴(135), 상부 금속 패턴(137) 및 상부 캡핑 패턴(139)으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 금속 배선들은 상기 비아 콘택 플러그들(134)을 통해 상기 제 1 금속 배선들(127b)과 각각 전기적으로 접속된다. 상기 패드(140p)는 차례로 적층된 패드 도전 패턴(138p) 및 패드 캐핑 패턴(139p)으로 구성되며, 상기 패드 도전 패턴(138p)은 차례로 적층된 패드 배리어 패턴(135p) 및 패드 금속 패턴(137p)으로 구성된다. The
상기 제 2 금속 배선들(140) 및 상기 패드(140p)를 갖는 기판 상에 패시베이션막(passivation layer;143)을 형성한다. 상기 패시베이션막(143)은 차례로 적층된 플라즈마 산화막(141) 및 플라즈마 질화막(142)으로 형성할 수 있다.A
도 1c를 참조하면, 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 이용하여 상기 퓨즈 영역(F0) 내의 상기 패시베이션막(143)을 식각하고, 그 하부의 상기 금속 층간절연막(133)을 부분 식각하여 상기 캐핑 패턴들(125a)을 노출시키는 퓨즈창(145f)을 형성한다. 이어서 상기 노출된 캐핑 패턴들(125a)을 식각하여 제거하고, 상기 캐핑 패턴들(125a) 하부의 상기 금속 패턴들(123a)을 부분 식각하여 상기 예비 퓨즈 패턴들(127a) 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 패턴들(127a')을 형성한다. 상기 퓨즈 패턴들(127a')은 차례로 적층된 상기 배리어 패턴(120a) 및 부분 식각된 금속 패턴(123a')으로 구성된다. 이와 동시에 상기 패드 영역(P0) 내의 상기 패시베이션막(143) 및 상기 패드 캐핑 패턴(139p)의 소정영역을 차례로 식각하여 상기 패드 도전 패턴(138p)을 노출시키는 패드창(145p)을 형성한다. 이때, 상기 패드 금속 패턴(137p)이 부분 식각될 수 도 있다. Referring to FIG. 1C, the
상기 퓨즈 패턴들(127a')을 갖는 기판 상에 콘포말한 퓨즈보호막(147)을 형 성한다. 그 결과, 상기 퓨즈 보호막(147)은 상기 패시베이션막(143) 상부, 상기 퓨즈창(145f) 내부 및 상기 패드창(145p) 내부의 전면을 덮도록 형성된다. 상기 퓨즈보호막(147)은 실리콘 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 퓨즈보호막(147)은 노출된 상기 퓨즈 패턴들(127a')을 보호하기 위해 형성한다. A conformal
도 1d를 참조하면, 상기 퓨즈 보호막(147)을 선택적으로 패터닝하여 상기 패드창(145p) 하부의 상기 패드 도전 패턴(138p)을 노출시킨다. 이어, 상기 패드 도전 패턴(138p)을 노출시킨 기판 상에 폴리이미드막을 형성한 후, 노광공정 및 현상공정을 진행하여 상기 퓨즈창(145f) 및 상기 패드창(145p)을 각각 노출시키는 퓨즈창 개구부(150f) 및 패드창 개구부(150p)를 갖는 폴리이미드 패턴(150)을 형성한다. 상기 반도체소자는 어셈블리 공정 전에 전기적으로 테스트하게 되는데 이때, 불량 셀들은 상기 퓨즈창 개구부(150f) 및 상기 퓨즈창(145f)를 통해 레이저를 조사하여 수리공정을 진행한다. 이후, 어셈블리 공정에서, 상기 패드창 개구부(150p) 및 패드창(145p)을 통해 패드 본딩 작업을 수행하게 된다.Referring to FIG. 1D, the
상술한 종래기술에 의하면, 상기 예비 퓨즈 패턴들(127a)은 상기 금속 층간절연막(133)이 식각되는 동안에 불균일하게 식각될 수 있다. 그 결과 도 1c에 나타낸 바와 같이 상기 퓨즈 패턴들(127a')의 상부면은 상기 불균일한 식각에 기인하여 불균일한 상부면을 가질 수 있고, 그 두께가 불균일할 수 있다. 또한, 상기 예비 퓨즈 패턴들(127a) 사이의 불균일한 식각에 의해 동일한 웨이퍼 내에서 상기 퓨즈 패턴들(127a')은 각각 서로 다른 두께들을 가질 수 있다. 예를 들면, 참조부호 'A0' 퓨즈 패턴이 참조부호 'B0' 퓨즈 패턴 보다 두꺼울 수 있다. 그 결과, 퓨즈들 을 브로잉할 때 동일한 에너지로 브로잉을 해도 'B0' 퓨즈 패턴은 브로잉이 되어도 'A0' 퓨즈 패턴은 상기 'B0' 퓨즈 패턴에 비해 두께가 두꺼우므로 잔여 패턴이 잔존할 수 도 있다. According to the above-described conventional technique, the
또한, 상기 퓨즈 패턴들(127a')을 형성한 후, 상기 퓨즈 보호막(147)을 형성함에 따라, 상기 패드 도전 패턴(138p)을 노출시키기 위한 포토레지스트 공정이 추가 되게 된다. 또한, 상기 폴리이미드 패턴(150) 공정 또한 별도로 진행하게 된다. 결과적으로 퓨즈창, 패드창 및 폴리이미드 패턴 공정을 별도로 진행하게 되어 3회의 포토 공정을 진행하기 때문에 생산 비용이 증가하게 된다.In addition, after the
따라서, 각각의 퓨즈 패턴이 평평한 상부면을 가지면서 동일 웨이퍼 내에서 퓨즈 패턴들의 두께 균일성을 향상시키고, 포토 공정을 단순화시킬 수 있는 퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자의 제조방법에 대한 연구가 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a method of fabricating a semiconductor device having a fuse pattern in which each fuse pattern has a flat top surface and improves the thickness uniformity of the fuse patterns in the same wafer and can simplify the photo process. .
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각각의 퓨즈 패턴이 평평한 상부면을 가지면서 동일 웨이퍼 내에서 퓨즈 패턴들의 두께 균일성을 향상시키기에 적합한 퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자 및 그 제조방법들을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a semiconductor device having a fuse pattern having a flat top surface and having a fuse pattern suitable for improving thickness uniformity of the fuse patterns in the same wafer and a method of manufacturing the same.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 퓨즈 패턴, 퓨즈창 및 패드창을 형성하는데 있어 포토 공정을 단축시키기에 적합한 퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자 및 그 제조방법들을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a fuse pattern suitable for shortening a photo process in forming a fuse pattern, a fuse window, and a pad window, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 양태에 따르면, 퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자를 제공한다. 상 기 반도체소자는 퓨즈 영역 및 배선 영역을 갖는 반도체기판을 구비한다. 상기 반도체기판의 상기 퓨즈 영역에 차례로 적층된 제 1 금속 패턴 및 제 1 캐핑 패턴으로 구성된 퓨즈 패턴이 배치된다. 상기 반도체기판의 상기 배선 영역에 차례로 적층된 제 2 금속 패턴 및 제 2 캐핑 패턴으로 구성된 금속 배선이 배치된다. 상기 제 1 금속 패턴은 상기 제 2 금속 패턴 보다 얇은 두께를 가진다.According to one aspect of the present invention, a semiconductor device having a fuse pattern is provided. The semiconductor device includes a semiconductor substrate having a fuse region and a wiring region. A fuse pattern including a first metal pattern and a first capping pattern sequentially stacked on the fuse region of the semiconductor substrate is disposed. A metal wiring including a second metal pattern and a second capping pattern, which are sequentially stacked in the wiring region of the semiconductor substrate, is disposed. The first metal pattern has a thickness thinner than the second metal pattern.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 캐핑 패턴은 반사방지막일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first and second capping patterns may be anti-reflection films.
다른 실시예들에서, 상기 제 1 금속 패턴 및 상기 제 2 금속 패턴은 알루미늄막, 텅스텐막 및 구리막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막일 수 있다.In other embodiments, the first metal pattern and the second metal pattern may be at least one material film selected from a group consisting of an aluminum film, a tungsten film, and a copper film.
또 다른 실시예들에서, 상기 제 2 캐핑 패턴의 두께는 상기 제 1 캐핑 패턴과 같거나 더 두꺼울 수 있다.In still other embodiments, the thickness of the second capping pattern may be equal to or thicker than the first capping pattern.
또 다른 실시예들에서, 상기 제 1 캐핑 패턴 및 상기 제 2 캐핑 패턴은 타이타늄 질화막(TiN)일 수 있다.In other embodiments, the first capping pattern and the second capping pattern may be titanium nitride (TiN).
또 다른 실시예들에서, 상기 퓨즈 패턴은 상기 제 1 금속 패턴 및 상기 제 1 캐핑 패턴 사이에 개재된 제 1 계면 패턴을 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the fuse pattern may further include a first interface pattern interposed between the first metal pattern and the first capping pattern.
또 다른 실시예들에서, 상기 금속 배선은 상기 제 2 금속 패턴 및 상기 제 2 캐핑 패턴 사이에 개재된 제 2 계면 패턴을 더 포함할 수 있다.In other embodiments, the metal wire may further include a second interface pattern interposed between the second metal pattern and the second capping pattern.
또 다른 실시예들에서, 상기 퓨즈 패턴 및 상기 금속 배선은 상기 제 1 및 제 2 금속 패턴 하부에 각각 개재된 제 1 및 제 2 배리어 패턴을 더 포함할 수 있 다.In still other embodiments, the fuse pattern and the metal wire may further include first and second barrier patterns respectively disposed below the first and second metal patterns.
또 다른 실시예들에서, 상기 퓨즈 패턴 및 상기 금속 배선은 동일 레벨 상에 배치될 수 있다.In other embodiments, the fuse pattern and the metal line may be disposed on the same level.
또 다른 실시예들에서, 상기 퓨즈 영역의 상기 퓨즈 패턴 및 상기 퓨즈 패턴들 사이를 덮되, 평평한 상부면을 갖는 산화막을 더 포함할 수 있다.In another example embodiment, the semiconductor device may further include an oxide layer covering the fuse pattern and the fuse patterns of the fuse area and having a flat upper surface.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 퓨즈 패턴을 갖는 반도체소자의 제조방법들을 제공한다. 이 방법들은 퓨즈 영역, 배선 영역 및 패드 영역을 갖는 반도체기판을 준비하는 것을 포함한다. 상기 반도체기판 상에 도전막을 형성한다. 상기 퓨즈 영역 내의 상기 도전막을 부분식각하여 상기 도전막 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 도전막을 형성한다. 상기 도전막 및 상기 퓨즈 도전막을 패터닝하여 상기 퓨즈 영역 내에 제 1 도전 패턴을 형성함과 동시에 상기 배선 영역 내에 제 2 도전 패턴을 형성한다.According to another aspect of the present invention, methods of manufacturing a semiconductor device having a fuse pattern are provided. These methods include preparing a semiconductor substrate having a fuse region, a wiring region and a pad region. A conductive film is formed on the semiconductor substrate. The conductive film in the fuse region is partially etched to form a fuse conductive film having a thickness thinner than that of the conductive film. The conductive layer and the fuse conductive layer are patterned to form a first conductive pattern in the fuse region and to form a second conductive pattern in the wiring region.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 도전막을 부분식각하기 전에, 상기 도전막 상에 하부 캐핑막을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 퓨즈 영역 내의 상기 하부 캐핑막은 상기 도전막을 부분식각하는 단계에서 제거되고, 상기 배선 영역 내의 상기 하부 캐핑막은 상기 제 2 도전 패턴을 형성하는 단계에서 패터닝되어 하부 캐핑 패턴을 형성할 수 있다. 상기 도전막 및 상기 하부 캐핑막 사이에 하부 계면막을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 퓨즈 영역 내의 상기 하부 계면막은 상기 도전막을 부분식각하는 단계에서 제거되고, 상기 배선 영역 내의 상기 하부 계면막은 상기 제 2 도전 패턴을 형성하는 단계에서 패터닝되어 하부 계면 패턴을 형성할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, further comprising forming a lower capping layer on the conductive layer before partially etching the conductive layer, wherein the lower capping layer in the fuse region is removed in the step of partially etching the conductive layer. The lower capping layer in the wiring region may be patterned to form the lower capping pattern in the forming of the second conductive pattern. Forming a lower interface film between the conductive film and the lower capping film, wherein the lower interface film in the fuse region is removed in the step of partially etching the conductive film, and the lower interface film in the wiring region is the second In the step of forming the conductive pattern may be patterned to form a lower interface pattern.
다른 실시예들에서, 상기 퓨즈 도전막을 형성한 후, 상기 퓨즈 도전막을 갖는 기판 상에 상부 캐핑막을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 상부 캐핑막은 상기 제 1 및 제 2 도전 패턴들을 형성하는 단계에서 패터닝되어 상기 제 1 및 제 2 도전 패턴들 상부에 각각 제 1 및 제 2 상부 캐핑 패턴들을 형성할 수 있다. 상기 상부 캐핑막은 타이타늄 질화막(TiN)으로 형성할 수 있다. 상기 상부 캐핑막은 반사방지막일 수 있다. 상기 상부 캐핑막을 형성하기 전에, 상기 퓨즈 도전막을 갖는 기판 상에 상부 계면막을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 상부 계면막은 상기 제 1 및 제 2 도전 패턴들을 형성하는 단계에서 패터닝되어 상기 제 1 및 제 2 도전 패턴들 상부에 각각 제 1 및 제 2 상부 계면 패턴들을 형성할 수 있다. In another embodiment, after forming the fuse conductive layer, the method may further include forming an upper capping layer on the substrate having the fuse conductive layer, wherein the upper capping layer is patterned in forming the first and second conductive patterns. Thus, first and second upper capping patterns may be formed on the first and second conductive patterns, respectively. The upper capping layer may be formed of a titanium nitride layer TiN. The upper capping layer may be an antireflection layer. Before forming the upper capping layer, the method may further include forming an upper interface layer on the substrate having the fuse conductive layer, wherein the upper interface layer is patterned in the forming of the first and second conductive patterns. First and second upper interface patterns may be formed on the second conductive patterns, respectively.
또 다른 실시예들에서, 상기 도전막은 금속막 또는 차례로 적층된 배리어막 및 금속막으로 형성할 수 있다. 상기 금속막은 알루미늄막, 텅스텐막 및 구리막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막으로 형성할 수 있다.In still other embodiments, the conductive film may be formed of a metal film or a barrier film and a metal film that are sequentially stacked. The metal film may be formed of at least one material film selected from a group consisting of an aluminum film, a tungsten film, and a copper film.
또 다른 실시예들에서, 상기 제 1 및 제 2 도전 패턴들을 갖는 기판 상에 금속 층간절연막을 형성하고, 상기 패드 영역 내의 상기 금속 층간절연막 상에 차례로 적층된 패드 도전 패턴 및 패드 캐핑 패턴으로 구성된 패드를 형성할 수 있다. 상기 패드를 갖는 기판 상에 패시베이션막을 형성할 수 있다. 이어, 상기 패시베이션막, 상기 패드 캐핑 패턴 및 상기 금속 층간절연막을 식각하여 상기 제 1 도전 패턴 상부에 상기 금속 층간절연막이 일정 두께가 잔존하도록 상기 퓨즈 영역 내에 퓨즈창을 형성함과 동시에 상기 패드 영역 내에 상기 패드 도전 패턴을 노출시키는 패드창을 형성할 수 있다. In still other embodiments, a pad including a pad conductive pattern and a pad capping pattern may be formed on a substrate having the first and second conductive patterns, and then sequentially stacked on the metal interlayer insulating layer in the pad region. Can be formed. The passivation film can be formed on the substrate having the pad. Subsequently, the passivation layer, the pad capping pattern, and the metal interlayer insulating layer are etched to form a fuse window in the fuse region so that a predetermined thickness of the metal interlayer insulating layer remains on the first conductive pattern. A pad window exposing the pad conductive pattern may be formed.
또 다른 실시예들에서, 상기 퓨즈창 및 상기 패드창을 형성하는 것은 상기 패시베이션막 상에 폴리이미드막을 형성하고, 상기 폴리이미드막을 노광 및 현상공정을 진행하여 상기 퓨즈 영역 및 상기 패드 영역의 소정영역을 노출시키는 개구부들을 갖는 폴리이미드 패턴을 형성하고, 상기 폴리이미드 패턴을 식각마스크로 이용하여 상기 패시베이션막, 상기 패드 캐핑 패턴 및 상기 금속 층간절연막을 식각하는 것을 포함할 수 있다. In still other embodiments, the forming of the fuse window and the pad window may include forming a polyimide film on the passivation film, and exposing and developing the polyimide film to a predetermined area of the fuse area and the pad area. The method may include forming a polyimide pattern having openings exposing the portions, and etching the passivation layer, the pad capping pattern, and the metal interlayer insulating layer using the polyimide pattern as an etching mask.
또 다른 실시예들에서, 상기 퓨즈창 및 상기 패드창을 형성하는 것은 상기 패시베이션막을 식각하여 상기 퓨즈 영역의 상기 금속층간절연막 및 상기 배선 영역의 상기 패드 캐핑 패턴을 노출시키고, 상기 노출된 패드 캐핑 패턴을 식각하여 상기 배선 영역의 패드 도전 패턴을 노출시키고, 상기 퓨즈 영역의 상기 노출된 금속 층간절연막을 부분식각하는 것을 포함할 수 있다.In example embodiments, the forming of the fuse window and the pad window may etch the passivation layer to expose the pad capping pattern of the interlayer insulating layer and the wiring area of the fuse area, and expose the exposed pad capping pattern. Etching to expose the pad conductive pattern of the wiring area, and partially etching the exposed metal interlayer insulating film of the fuse area.
또 다른 실시예들에서, 상기 금속 층간절연막은 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)막, FOX(flowable oxide)막, PE-TEOS(plasma enhanced-TEOS)막 및 BPSG(boron phosphorous silicate glass)막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막으로 형성할 수 있다.In another embodiment, the metal interlayer insulating film is a group consisting of a tetra ethyl ortho silicate (TEOS) film, a flowable oxide (FOX) film, a plasma enhanced-TEOS (PE-TEOS) film and a boron phosphorous silicate glass (BPSG) film. It may be formed of at least one material film selected from among.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the scope of the invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자의 평면도이며, 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자의 제조방법들을 설명하기 위한 도 2의 절단선 I-I'에 따른 단면도들이다. 도 2, 도 3a 내지 도 3f에 있어서, 참조 부호 "I1", "F1" 및 "P1"로 표시된 부분들은 각각 배선 영역, 퓨즈 영역 및 패드 영역을 나타낸다.2 is a plan view of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention, and FIGS. 3A to 3F are cut lines I-I 'of FIG. 2 for explaining methods of manufacturing semiconductor devices according to embodiments of the present invention. Are cross-sectional views according to. 2, 3A to 3F, portions denoted by reference numerals " I1 ", " F1 " and " P1 " represent wiring regions, fuse regions and pad regions, respectively.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 반도체기판(10) 상에 층간절연막(15)을 형성한다. 상기 층간절연막(15)을 형성하기 전에, 상기 반도체기판(10) 상에 여러 가지의 개별 소자들(discrete devices), 예컨대 트랜지스터들 및 저항체들이 형성될 수 있다. 상기 층간절연막(15) 상에 도전막(24)을 형성한다. 상기 도전막(24)은 차례로 적층된 배리어막(barrier layer ;20) 및 금속막(23)으로 형성할 수 있다. 상기 배리어막(20)은 생략될 수 있다. 상기 배리어막(20)은 타이타늄 질화막 또는 차례로 적층된 타이타늄막 및 타이타늄 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 금속막(23)은 알루미늄막, 텅스텐막 및 구리막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막으로 형성할 수 있다.2 and 3A, an
상기 도전막(24) 상에 하부 계면막(25) 및 하부 캐핑막(26)을 차례로 형성할 수 있다. 상기 하부 계면막(25)은 타이타늄막으로 형성할 수 있으며, 상기 하부 캐핑막(26)은 타이타늄 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 하부 캐핑막(26)은 반사 방지막일 수 있다. The
도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 하부 캐핑막(26)을 갖는 기판 상에 상기 퓨즈 영역(F1)을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 퓨즈 영역(F1) 내의 상기 하부 캐핑막(26) 및 상기 하부 계면막(25)을 차례로 식각하여 제거하고, 상기 도전막(24)을 부분식각하여 상기 도전막(24) 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 도전막(24a)을 형성한다. 상기 퓨즈 도전막(24a)은 차례로 적층된 상기 배리어막(20) 및 부분식각된 금속막(23a)으로 형성될 수 있다. 상기 퓨즈 도전막(24a)은 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 부분식각됨으로써 균일한 두께를 가질 수 있다. 2 and 3B, a photoresist pattern exposing the fuse region F1 is formed on a substrate having the
이어서 상기 포토레지스트 패턴을 제거한다. 상기 퓨즈 도전막(24a)을 갖는 기판 상에 상부 캐핑막(27)을 형성할 수 있다. 상기 상부 캐핑막(27)은 상기 하부 캐핑막(26)과 동일 물질막으로 형성할 수 있다. 상기 상부 캐핑막(27)은 이후 패터닝 공정에서 반사방지막으로 사용될 수 있다. 상기 상부 캐핑막(27) 형성 공정은 생략될 수 도 있다.Subsequently, the photoresist pattern is removed. An
도 2 및 도 3c를 참조하면, 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 이용하여 상기 퓨즈 영역(F1) 내에 상기 상부 캐핑막(27) 및 상기 퓨즈 도전막(24a)을 차례로 패터닝하여 퓨즈 패턴들(31a)을 형성한다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 차례로 적층된 제 1 도전 패턴(24a') 및 제 1 상부 캐핑 패턴(27a)으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 도전 패턴(24a')은 차례로 적층된 제 1 배리어 패턴(20a) 및 제 1 금속 패턴(23a')으로 구성될 수 있다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 약 3000Å 이하의 두께로 형 성할 수 있다. 2 and 3C, the
이와 동시에, 상기 배선 영역(I1) 내에 상기 상부 캐핑막(27), 상기 하부 캐핑막(26), 상기 계면막(25) 및 상기 도전막(24)을 차례로 패터닝하여 제 1 금속 배선들(31b)을 형성한다. 상기 제 1 금속 배선들(31b)은 차례로 적층된 제 2 도전 패턴(24b), 하부 계면 패턴(25b) 및 캐핑 패턴(30b)로 구성될 수 있다. 상기 제 2 도전 패턴(24b)은 차례로 적층된 제 2 배리어 패턴(20b) 및 제 2 금속 패턴(23b)으로 구성될 수 있다. 상기 캐핑 패턴(30b)은 차례로 적층된 하부 캐핑 패턴(26b) 및 제 2 상부 캐핑 패턴(27b)으로 구성될 수 있다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 상기 제 1 금속 배선들(31b) 보다 얇은 두께를 가지며, 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 포토리소그라피 및 식각공정을 통해 패터닝되어 형성되므로 평평한 상부면을 가질 수 있게 된다.At the same time, the
도 2 및 도 3d를 참조하면, 상기 퓨즈 패턴들(31a) 및 상기 제 1 금속 배선들(31b)을 갖는 기판 상에 금속 층간절연막(33)을 형성한다. 상기 금속 층간절연막(33)은 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)막, FOX(flowable oxide)막, PE-TEOS(plasma enhanced-TEOS)막 및 BPSG(boron phosphorous silicate glass)막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 층간절연막(33)은 차례로 적층된 TEOS막, FOX막 및 TEOS막으로 형성할 수 있다. 상기 FOX막에 의해 상기 패턴들(31a, 31b) 사이가 채워지게 되어 상기 금속 층간절연막(33)의 상부면은 평탄화 될 수 있다. 2 and 3D, a metal
상기 배선 영역(I1) 내의 상기 금속 층간절연막(33)을 관통하여 상기 제 1 금속 배선들(31b)의 소정영역을 노출시키는 비아홀들(34h)을 형성할 수 있다. 이어, 상기 비아홀들(34h)을 채워 상기 제 1 금속 배선들(31b)에 전기적으로 접속되는 비아 콘택플러그들(34)을 형성할 수 있다. 이어, 상기 비아 콘택 플러그들(34)을 갖는 기판 상에 상부 배리어막, 상부 금속막 및 상부 캐핑막을 차례로 형성한다. 상기 상부 캐핑막, 상기 상부 금속막 및 상기 상부 배리어막을 차례로 패터닝하여 상기 배선 영역(11) 내의 상기 금속 층간절연막(33) 상에 제 2 금속 배선들(40)을 형성함과 동시에 상기 패드 영역(P1) 내의 상기 금속 층간절연막(33) 상에 패드(40p)를 형성한다. Via
상기 제 2 금속 배선들(40)은 차례로 적층된 상부 배리어 패턴(35), 상부 금속 패턴(37) 및 상부 캡핑 패턴(39)으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 금속 배선들(40)은 상기 비아 콘택 플러그들(34)을 통해 상기 제 1 금속 배선들(31b)과 전기적으로 접속될 수 있다. 상기 패드(40p)는 차례로 적층된 패드 도전 패턴(38p) 및 패드 캐핑 패턴(39p)으로 구성될 수 있으며, 상기 패드 도전 패턴(38p)은 차례로 적층된 패드 배리어 패턴(35p) 및 패드 금속 패턴(37p)으로 구성될 수 있다.The
도 2 및 도 3e를 참조하면, 상기 제 2 금속 배선들(40) 및 상기 패드(40p)를 갖는 기판 상에 패시베이션막(passivation layer;43)을 형성한다. 상기 패시베이션막(43)은 차례로 적층된 플라즈마 산화막(41) 및 플라즈마 질화막(42)으로 형성할 수 있다. 이어, 상기 패시베이션막(43)을 갖는 기판 상에 폴리이미드막을 형성한 후, 노광공정 및 현상공정을 진행하여 상기 퓨즈 영역(F1)의 소정영역 및 상기 패드 영역(P1)의 소정영역을 각각 노출시키는 퓨즈창 개구부(50f) 및 패드창 개구부 (50p)를 갖는 폴리이미드 패턴(50)을 형성한다. 2 and 3E, a
도 2 및 도 3f를 참조하면, 상기 폴리이미드 패턴(50)을 식각 마스크로 이용하여 상기 퓨즈창 개구부(50f)를 통해 상기 퓨즈 영역(F1) 내의 상기 패시베이션막(43)을 식각하고, 그 하부의 상기 금속 층간절연막(33)을 상기 퓨즈 패턴들(31a) 상부에 일정 두께가 잔존하도록 부분 식각하여 퓨즈창(53f)을 형성한다. 그 결과, 상기 퓨즈 영역(F1) 내에 두께가 얇은 금속 층간절연막(33a)이 형성된다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)을 덮는 상기 얇은 금속 층간절연막(33a)은 TEOS막, FOX막 또는 BPSG막과 같은 산화막으로 형성되므로 종래기술에서 퓨즈보호막으로 사용한 실리콘 질화막에 비해서 상기 퓨즈 패턴들(31a)을 블로잉시키는 데 낮은 에너지가 요구된다. 이와 동시에, 상기 패드창 개구부(50p)를 통해 상기 패드 영역(P1) 내의 상기 패시베이션막(43) 및 상기 패드 캐핑 패턴(39p)의 소정영역을 식각하여 상기 패드 도전 패턴(38p)을 노출시키는 패드창(53p)을 형성할 수 있다. 2 and 3F, the
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 퓨즈창(53f) 및 상기 패드창(53p) 형성 시 상기 퓨즈창 개구부(50f) 및 상기 패드창 개구부(50p)를 통해 1단계로 상기 패시베이션막(43)을 선택적으로 식각하여 상기 퓨즈 영역(F1)의 상기 금속층간절연막(33) 및 상기 패드 영역(P1)의 상기 패드 캐핑 패턴(39p)을 노출시킬 수 있다. 이어, 상기 노출된 패드 캐핑 패턴(39p)을 식각하여 상기 패드 영역(I1)의 패드 도전 패턴(38p)을 노출시키고 그 후, 상기 퓨즈 영역(F1)의 상기 노출된 금속 층간절연막(33)을 부분식각할 수 있다. In some embodiments, the
상기 반도체소자는 어셈블리 공정 전에 전기적으로 테스트하게 되는데 이때, 상기 퓨즈창 개구부(50f) 및 상기 퓨즈창(53f)을 통해 레이저를 조사하여 수리공정을 진행한다. 이후, 어셈블리 공정에서, 상기 패드창 개구부(50p) 및 패드창(53pp)을 통해 패드 본딩 작업을 수행한다. The semiconductor device is electrically tested before the assembly process. At this time, a repair process is performed by irradiating a laser through the
상술한 바와 같이, 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 상기 제 1 금속 배선들(31b) 보다 얇은 두께를 가지며, 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 포토리소그라피 및 식각공정을 통해 패터닝되어 형성되므로 평평한 상부면을 가질 수 있게 된다. 또한, 도 3b에서 설명한 바와 같이 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 부분식각에 의해 얇은 두께를 갖는 상기 퓨즈 도전막(24a)을 미리 형성함으로써 동일 웨이퍼 내에서 상기 퓨즈 패턴들(31a)의 두께 균일성을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 퓨즈 브로잉 작업에서의 에러 발생률을 감소시킬 수 있게 된다. As described above, the
또한, 상기 폴리이미드 패턴(50)을 마스크로 이용하여 상기 퓨즈창(53f), 상기 패드창(53p)을 형성함으로써 종래기술에서 3회의 포토 공정 단계를 본 발명에서는 1회로 단축할 수 있게 된다. 결과적으로, 도 3b에서의 상기 도전막(24)을 부분식각하는 단계에서 추가된 1회의 포토 공정을 고려할 때 본 발명에서는 종래기술과 비교하여 1회의 포토 공정을 단축할 수 있게 된다. In addition, by forming the
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 4a 내지 도 4c에 있어서, 참조 부호 "I1", "F1" 및 "P1"로 표시된 부분들은 각각 배선 영역, 퓨즈 영역 및 패드 영역을 나타낸다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with other embodiments of the present invention. 4A to 4C, portions denoted by reference numerals " I1 ", " F1 " and " P1 " represent wiring regions, fuse regions, and pad regions, respectively.
도 4a를 참조하면, 반도체기판(10) 상에 층간절연막(15)을 형성한다. 상기 층간절연막(15)을 형성하기 전에, 상기 반도체기판(10) 상에 여러 가지의 개별 소자들(discrete devices), 예컨대 트랜지스터들 및 저항체들이 형성될 수 있다. 상기 층간절연막(15) 상에 도전막(24)을 형성한다. 상기 도전막(24)은 차례로 적층된 배리어막(barrier layer ;20) 및 금속막(23)으로 형성할 수 있다. 상기 배리어막(20)은 생략될 수 있다. 상기 배리어막(20)은 타이타늄 질화막 또는 차례로 적층된 타이타늄막 및 타이타늄 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 금속막(23)은 알루미늄막, 텅스텐막 및 구리막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4A, an
도 4b를 참조하면, 상기 도전막(24)을 갖는 기판 상에 상기 퓨즈 영역(F1)을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 퓨즈 영역(F1) 내의 상기 도전막(24)을 부분식각하여 상기 도전막(24) 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 도전막(24a)을 형성한다. 상기 퓨즈 도전막(24a)은 차례로 적층된 상기 배리어막(20) 및 부분식각된 금속막(23a)으로 구성될 수 있다. 상기 퓨즈 도전막(24a)은 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 부분식각됨으로써 균일한 두께를 가질 수 있다. Referring to FIG. 4B, a photoresist pattern exposing the fuse region F1 is formed on a substrate having the
이어서 상기 포토레지스트 패턴을 제거한다. 상기 퓨즈 도전막(24a)을 갖는 기판 상에 상부 계면막(28) 및 상부 캐핑막(29)을 차례로 형성할 수 있다. 상기 상부 계면막(28)은 타이타늄막으로 형성할 수 있으며, 상기 상부 캐핑막(29)은 타이타늄 질화막으로 형성할 수 있다. 상기 상부 캐핑막(29)은 이후 패터닝 공정에서 반사방지막으로 사용될 수 있다. Subsequently, the photoresist pattern is removed. The
도 4c를 참조하면, 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 이용하여 상기 퓨즈 영역(F1) 내에 상기 상부 캐핑막(29), 상부 계면막(28) 및 상기 퓨즈 도전막(24a')을 차례로 패터닝하여 퓨즈 패턴들(31a')을 형성한다. 상기 퓨즈 패턴들(31a')은 차례로 적층된 제 1 도전 패턴(24a'), 제 1 상부 계면 패턴(28a) 및 제 1 상부 캐핑 패턴(29a)으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 도전 패턴(24a')은 차례로 적층된 제 1 배리어 패턴(20a) 및 제 1 금속 패턴(23a')으로 구성될 수 있다. 상기 퓨즈 패턴들(31a')은 약 3000Å 이하의 두께로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4C, the
이와 동시에, 상기 배선 영역(I1) 내에 상기 상부 캐핑막(29), 상기 상부 계면막(28) 및 상기 도전막(24)을 차례로 패터닝하여 제 1 금속 배선들(31b')을 형성한다. 상기 제 1 금속 배선들(31b')은 차례로 적층된 제 2 도전 패턴(24b), 제 2 상부 계면 패턴(28b) 및 제 2 상부 캐핑 패턴(29b)으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 도전 패턴(24b)은 차례로 적층된 제 2 배리어 패턴(20b) 및 제 2 금속 패턴(23b)으로 구성될 수 있다. At the same time, the
상기 퓨즈 패턴들(31a')은 상기 제 1 금속 배선들(31b') 보다 얇은 두께를 가지며, 상기 퓨즈 패턴들(31a')은 포토리소그라피 및 식각공정을 통해 패터닝되어 형성되므로 평평한 상부면을 가질 수 있게 된다. 또한, 도 4b에서 설명한 바와 같이 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 부분식각에 의해 두께가 얇은 상기 퓨즈 도전막(24a)을 미리 형성함으로써 동일 웨이퍼 내에서 상기 퓨즈 패턴들(31a')의 두께 균일성을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 퓨즈 브로잉 작업에서의 에러 발생률을 감소시킬 수 있게 된다. The
이어, 도 3d 내지 도 3f에 나타낸 바와 동일한 공정을 진행하여 퓨즈창 및 패드창을 형성할 수 있다.Subsequently, the same process as illustrated in FIGS. 3D to 3F may be performed to form a fuse window and a pad window.
도 2 및 도 3f를 다시 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 반도체소자를 설명하기로 한다. 도 2 및 도 3f에 있어서, 참조 부호 "I1", "F1" 및 "P1"로 표시된 부분들은 각각 배선 영역, 퓨즈 영역 및 패드 영역을 나타낸다.Referring to FIGS. 2 and 3F again, a semiconductor device according to example embodiments will be described. 2 and 3F, portions denoted by reference numerals " I1 ", " F1 " and " P1 " represent wiring regions, fuse regions and pad regions, respectively.
도 2 및 도 3f를 참조하면, 반도체기판(10) 상에 층간절연막(15)이 배치된다. 상기 반도체기판(10) 및 상기 층간절연막(15) 사이에 여러 가지의 개별 소자들(discrete devices), 예컨대 트랜지스터들 및 저항체들이 배치될 수 있다. 상기 퓨즈 영역(F1) 내의 상기 층간절연막(15) 상에 퓨즈 패턴들(31a)이 배치된다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 차례로 적층된 제 1 도전 패턴(24a') 및 제 1 상부 캐핑 패턴(27a)으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 도전 패턴(24a')은 차례로 적층된 제 1 배리어 패턴(20a) 및 제 1 금속 패턴(23a')으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 상부 캐핑 패턴(27a)은 생략될 수 있다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 약 3000Å 이하의 두께를 가질 수 있다. 2 and 3F, an
상기 배선 영역(I1) 내의 상기 층간절연막(15) 상에 상기 퓨즈 패턴들(31a) 보다 두꺼운 두께를 갖는 제 1 금속 배선들(31b)이 배치된다. 상기 제 1 금속 배선들(31b)은 차례로 적층된 제 2 도전 패턴(24b), 하부 계면 패턴(25b) 및 캐핑 패턴(30b)으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 도전 패턴(24b)은 차례로 적층된 제 2 배리어 패턴(20b) 및 제 2 금속 패턴(23b)으로 구성될 수 있다. 상기 캐핑 패턴(30b)은 차례로 적층된 하부 캐핑 패턴(26b) 및 제 2 상부 캐핑 패턴(27b)으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 상부 캐핑 패턴(27b)은 생략될 수 있다.
상기 제 1 도전 패턴(24a')은 상기 제 2 도전 패턴(24b) 보다 얇은 두께를 갖는다. 상기 제 1 금속 패턴(23a') 및 상기 제 2 금속 패턴(23b)은 동일 물질막 일 수 있다. 상기 제 1 금속 패턴(23a') 및 상기 제 2 금속 패턴(23b)은 알루미늄막, 텅스텐막 및 구리막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 상부 캐핑 패턴(27a, 27b)은 동일 두께를 가지며, 동일 물질막일 수 있다. 상기 하부 캐핑 패턴(26b)은 상기 제 2 상부 캐핑 패턴(27b)과 동일 물질막 일 수 있다. 상기 캐핑 패턴들(26b, 27a, 27b)은 타이타늄 질화막일 수 있다. 상기 캐핑 패턴들(26b, 27a, 27b)은 반사방지막일 수 있다. 상기 하부 계면 패턴(25b)은 타이타늄막일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 배리어 패턴들(20a, 20b)은 동일한 물질막이며, 동일 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 배리어 패턴들(20a, 20b)은 타이타늄 질화막 또는 차례로 적층된 타이타늄막 및 타이타늄 질화막일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 배리어 패턴들(20a, 20b)은 생략될 수 도 있다.The first
상기 제 1 금속 패턴(23a')은 상기 제 2 금속 패턴(23b) 보다 얇은 두께를 가지므로 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 상기 제 1 금속 배선들(31b) 보다 얇은 두께를 가진다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 각각 실질적으로 평평한 상부면을 가질 수 있다. 또한, 상기 퓨즈 패턴들(31a)은 동일 웨이퍼 내에서 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 따라서, 퓨즈 브로잉 작업에서의 에러 발생률을 감소시킬 수 있게 된다. Since the
또는 이와 달리, 도 4c에 나타낸 바와 같이 상기 퓨즈 영역(F1) 내에 차례로 적층된 제 1 도전 패턴(24a'), 제 1 상부 계면 패턴(28a) 및 제 1 상부 캐핑 패턴(29a)으로 구성된 퓨즈 패턴들(31a')이 배치될 수 있다. 상기 제 1 도전 패턴(24a')은 차례로 적층된 제 1 배리어 패턴(20a) 및 제 1 금속 패턴(23a')으로 구성될 수 있다. 상기 퓨즈 패턴들(31a')은 약 3000Å 이하의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 배선 영역(I1) 내에 차례로 적층된 제 2 도전 패턴(24b), 제 2 상부 계면 패턴(28b) 및 제 2 상부 캐핑 패턴(29b)으로 구성된 제 1 금속 배선들(31b')이 배치될 수 있다. 상기 제 2 도전 패턴(24b)은 차례로 적층된 제 2 배리어 패턴(20b) 및 제 2 금속 패턴(23b)으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 도전 패턴(24a')은 상기 제 2 도전 패턴(24b) 보다 얇은 두께를 갖는다. 상기 퓨즈 패턴들(31a')은 제 1 금속 배선들(31b') 보다 얇은 두께를 갖는다. 제 1 및 제 2 상부 캐핑 패턴들(29a, 29b)은 반사방지막일 수 있다.Alternatively, as illustrated in FIG. 4C, a fuse pattern including a first
상기 퓨즈 패턴들(31a) 및 상기 제 1 금속 배선들(31b)을 갖는 기판 상에 금속 층간절연막(33)이 배치된다. 상기 금속 층간절연막(33)은 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)막, FOX(flowable oxide)막, PE-TEOS(plasma enhanced-TEOS)막 및 BPSG(boron phosphorous silicate glass)막으로 이루어진 일군 중 선택된 적어도 어느 하나의 물질막일 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 층간절연막(33)은 차례로 적층된 TEOS(tetra ethyl ortho silicate)막, FOX(flowable oxide)막 및 TEOS막일 수 있다. 상기 FOX막에 의해 상기 패턴들(31a, 31b) 사이가 채워지게 되어 상기 금속 층간절연막(33)은 평탄화된 상부면을 가질 수 있다. A metal
상기 배선 영역(I1) 내의 상기 금속 층간절연막(33)을 관통하여 상기 제 1 금속 배선들(31b)의 소정영역을 노출시키는 비아홀들(34h)이 배치될 수 있다. 상기 비아홀들(34h)을 채우는 비아 콘택플러그들(34)이 배치될 수 있다. 상기 비아홀들(34h)은 상기 캐핑 패턴(30b) 내부를 노출시킬 수 있으며, 또는, 상기 캐핑 패턴(30b)을 관통하여 상기 하부 계면 패턴(25b)을 노출시킬 수 도 있다. Via
상기 배선 영역(11) 내의 상기 금속 층간절연막(33) 상에 제 2 금속 배선들(40)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 금속 배선들(40)은 차례로 적층된 상부 배리어 패턴(35), 상부 금속 패턴(37) 및 상부 캡핑 패턴(39)으로 구성될 수 있다. 상기 제 2 금속 배선들(40)은 상기 비아 콘택 플러그들(34)을 통해 상기 제 1 금속 배선들(31b)과 각각 전기적으로 접속될 수 있다.
상기 패드 영역(P1) 내의 상기 금속 층간절연막(33) 상에 패드(40p)가 배치된다. 상기 패드(40p)는 차례로 적층된 패드 도전 패턴(38p) 및 패드 캐핑 패턴(39p)으로 구성될 수 있으며, 상기 패드 도전 패턴(38p)은 차례로 적층된 패드 배리어 패턴(35p) 및 패드 금속 패턴(37p)으로 구성될 수 있다.The
상기 제 2 금속 배선들(40) 및 상기 패드(40p)를 갖는 기판 상에 패시베이션막(passivation layer;43)이 배치된다. 상기 패시베이션막(43)은 차례로 적층된 플라즈마 산화막(41) 및 플라즈마 질화막(42)일 수 있다. 상기 패시베이션막(43)을 갖는 기판 상에 상기 퓨즈 영역(F1)의 소정영역 및 상기 패드 영역(P1)의 소정영역을 각각 노출시키는 퓨즈창 개구부(50f) 및 패드창 개구부(50p)를 갖는 폴리이미드 패턴(50)이 배치될 수 있다. A
상기 퓨즈 영역(F1) 내의 상기 퓨즈창 개구부(50f) 하부의 상기 패시베이션막(43)을 관통하고, 그 하부의 상기 금속 층간절연막(33)의 소정깊이를 관통하는 퓨즈창(53f)이 배치된다. 상기 퓨즈창(53f) 하부에 상기 퓨즈 패턴들(31a)을 덮는 얇은 금속 층간절연막(33a)이 배치된다. 상기 퓨즈 패턴들(31a)을 덮는 상기 얇은 금속 층간절연막(33a)은 산화막이므로 종래기술에서 퓨즈보호막 물질인 실리콘 질화막에 비해서 상기 퓨즈 패턴들(31a)을 블로잉시키는 데 낮은 에너지가 요구된다.A
상기 패드 영역(P1) 내의 상기 패드창 개구부(50p) 하부의 상기 패시베이션막(43) 및 상기 패드 캐핑 패턴(39p)의 소정영역을 관통하여 상기 패드 도전 패턴(38p)을 노출시키는 패드창(53p)이 배치된다. The
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 도전막을 형성한 후 부분식각에 의해 상기 도전막 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 도전막을 형성하고, 상기 도전막 및 상기 퓨즈 도전막을 패터닝하여 각각 제 1 금속 배선들 및 퓨즈 패턴들을 동시에 형성한다. 그 결과, 퓨즈 패턴들은 제 1 금속 배선들 보다 얇은 두께를 가지게 되며, 퓨즈 패턴들은 포토리소그라피 및 식각공정을 통해 패터닝되어 형성되므로 평평한 상부면을 가질 수 있게 된다. 또한, 부분식각에 의해 상기 도전막 보다 얇은 두께를 갖는 퓨즈 도전막을 미리 형성하므로 동일 웨이퍼 내에서 상기 퓨즈 패턴들의 두께 균일성을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 일정한 낮은 에너지로 상기 퓨즈 패턴들을 블로잉시킬 수 있으며, 또한, 퓨즈 패턴들이 얇게 형성되므로 블로잉으로 인한 상기 퓨즈 패턴들의 잔존 물질의 양을 줄임으로써 인접한 금속퓨즈와의 브릿지를 감소시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, after the conductive film is formed, a fuse conductive film having a thickness thinner than the conductive film is formed by partial etching, and the conductive film and the fuse conductive film are patterned to respectively form the first metal wires and the fuse. Form patterns simultaneously. As a result, the fuse patterns may have a thickness thinner than that of the first metal wires, and the fuse patterns may be formed by patterning through photolithography and etching processes to have a flat top surface. In addition, since the fuse conductive film having a thickness thinner than the conductive film is previously formed by partial etching, the thickness uniformity of the fuse patterns may be improved in the same wafer. Therefore, the fuse patterns can be blown with a constant low energy, and since the fuse patterns are formed thin, the bridge with adjacent metal fuses can be reduced by reducing the amount of remaining material of the fuse patterns due to blowing.
또한, 폴리이미드 패턴을 식각마스크로 이용하여 퓨즈창 및 패드창을 형성함으로써 종래기술에서 3회의 포토 공정 단계를 1회로 단축할 수 있게 된다. 결과적으로, 종래기술과 비교하여 1회의 포토 공정을 단축할 수 있게 되어 생산비용을 절감할 수 있게 된다.In addition, by forming the fuse window and the pad window using the polyimide pattern as an etching mask, it is possible to shorten the three photo process steps in the prior art to one. As a result, one photo process can be shortened compared to the prior art, thereby reducing the production cost.
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